科学家找到了冰“滑”的确实原因

冰“滑”的性质通常归因于由摩擦产生的液态水形成的薄层，但这种形成薄层的水的性质以前从未被测量过：其厚度在很大程度上仍然未知，而其性质甚至其存在一直是在争论。 此外，由于已知液态水是不良的润滑剂，这种液态薄膜如何减少摩擦并使冰滑？

为了解决这一问题，来自ENS物理实验室（CNRS / ENS-PSL /索邦大学/巴黎大学）的研究人员与dynady动力实验室（LadHyX，CNRS /Écolepolytechnique）的团队合作，开发了一种配备音叉的装置（类似于音乐中使用的音叉），该装置可以在滑冰过程中以非常高的精度“听到”工作中的力。尽管仪器的尺寸只有几厘米，但它足够灵敏，可以探测冰并以纳米级分析摩擦特性。

得益于其独特的装置，科学家们首次能够清楚地证明摩擦确实会产生一层液态水。尽管如此，这种水膜还是带来了许多惊喜：膜的厚度只有几百纳米到一微米，或者是一束头发的厚度的一百分之一，比理论估计的要薄得多。更出乎意料的是，这种水膜根本不是“简单的水”，而是由和油一样粘稠的水组成，具有复杂的粘弹性特性。这种意想不到的行为表明，表层冰不能完全转化为液态水，但最终变成类似于“雪花冰”的混合状态，即冰水和碎冰的混合物。因此，可以在这种水膜的“粘性”性质中找到在冰上滑动的奥秘。

这些结果表明，需要对描述冰上摩擦的理论描述进行彻底检查。到目前为止，融水的非凡性能是一个尚未考虑的关键因素。这将有助于更好地理解在冬季运动中滑冰现象，还将有助于提出创新的解决方案以增加摩擦力，从而避免在结冰的道路上打滑。